到達目標
(1)エネルギー・資源などの最適化問題を数理モデルとして定式化できる．
(2)最適化問題や信頼性理論の基礎が理解できる．
(3)論理モデルを理解してソフトウェアで表現できる
(4)論理モデル間のインタフェースの種類と差異を理解する
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | モデル化，論理モデルを作成実装できる | モデル化，論理モデルを作成できる | モデルと実装の関係が理解できない |
| 評価項目2 | 論理モデル間のインタフェースを設計実装できる | 論理モデル間のインタフェースを理解する | 論理モデル間のインタフェースが理化できない |
| 評価項目3 | 線形計画法の定式化ができ、最適解が求められる。 | 線形計画法の定式化ができる。 | 線系計画法の定式化ができない。 |
| 評価項目4 | 待ち行列を使った設備の容量設計ができる。 | 待ち行列のモデル化ができる | 待ち行列のモデル化ができない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
現在では単独システムではなく複数サービスを組み合わせてサービスを提供する場合が多い．このため，本授業ではシステム内部よりむしろシステム間を結ぶインタフェースに焦点を当てて，特にソフトウェアの観点からシステム設計に用いられる手法について論じる．前半ではソフトウェアシステムに関するテーマを取り上げ，ソフトウェアモジュールをサブシステムとして，ソフトウェア機能設計，オブジェクト設計の手法やサーバクライアント間の機能配置を述べる．後半では，一般的なシステム工学の話題である最適化，待ち行列，信頼性について実習を交えて論じる．必須ではないが授業には自分のパソコンを持ち込み，実際にプログラミング等を行いながら受講すると理解が深まる．全体を通して企業等の実務経験者が指導を行う．
授業の進め方・方法:
前半（中華試験前）は教科書を用いない．資料も配布せず教員の板書講義のみとなるため，授業中は徹底的に板書を写し取る必要がある．パソコンやスマートフォンでのノート作成が推奨される．
後半では教科書の２章「システムの最適化法」3章「システムの待ち行列理論」及び４章「システムの信頼性・保全性・安全性」を行う。
注意点:
学習教育目標：本科（準学士課程）：RB2（◎）
学習教育目標：環境生産システム工学プログラム：JB2, JB3（◎）
関連科目：数理統計学(本科３年)、ソフトウェア工学(本科４年)、情報理論Ⅰ(本科４年)、情報理論Ⅱ(本科５年)、人工知能Ⅰ(本科５年)
学習教育目標（RB2, JB3）の達成および科目取得の評価方法：中間確認試験（５０％）・定期試験（５０％）で評価する。
授業集に作成した自筆ノートは試験持ち込み可能とする．
学習教育目標（RB2, JB3）の達成および科目取得の評価基準：学年成績６０点以上を合格とする。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
数理システムと論理システム |
数理システムと論理システムでのシステム構成要素のモデルの差異を理解する
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| 2週 |
【論理システム】ソフトウェア設計概要 |
大きなシステムを複数のサブシステムに分割して機能設計をするトップダウン手法による機能設計について理解する
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| 3週 |
【論理システム】機能設計と設計図，システムプログラミング |
C言語におけるヘッダファイルを例に，複数人で仕事をする場合のサブシステム間の機能設計図に書くべきこと，書かざるべきことについて理解する
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| 4週 |
【論理システム】オブジェクト設計 |
提示されたユーズケースで，クラスを抽出し継承を使うべきか関連を使うべきかを判断し，適切なUMLクラス図を描ける．それをJava言語により実装できる．
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| 5週 |
【論理システム】インタフェースを使った設計 |
システムをシステム構成要素に分割する基本設計におけるツールであるインタフェースの使い方を，いくつかのデザインパターンで説明できる．それをJava言語により実装できる．
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| 6週 |
【論理システム】WebAPIサーバサイド |
分散コンピューティングシステムとはなにか，そこで使われるAPIであるWebAPIは，通常のWebサーバとは何が異なるのかを理解する．node.jsを用いjavascriptで簡単なWeｂAPIサーバを構築する．
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| 7週 |
【論理システム】WebAPIクライアントサイド |
jQueryを使い，javascriptを使ったフロントエンドプログラミングによりWebサーバにアクセスすることで，ダイナミックなWeb画面を制作できる．
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| 8週 |
中間確認試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
【数理システム】線形計画法を用いたモデル化方法 |
システムを構成する要素を，コースコードなどで表現する
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| 10週 |
【数理システム】非線形問題を含めたコンピュータによる解法
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Excelのソルバー機能を用いて，モデル化された最適問題を線形問題と非線形問題の各々について解く
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| 11週 |
【数理システム】動的計画法 |
教科書の例題をJavaによりモデル化して，動的計画法でソフトウェアで解く
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| 12週 |
【数理システム】待ち行列 |
確率統計，級数の復習．
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| 13週 |
【数理システム】待ち行列 |
確率統計の復習，および待ち行列のモデル化，各平均値の導出
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| 14週 |
【数理システム】システム信頼性 |
信頼性に関連する用語と概念，冗長構成モデル
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| 15週 |
【数理システム】ソフトウェア信頼性 |
ソフトウェアテストケースの作成，バグ票の書き方，バグ曲線の描き方
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| 16週 |
期末試験 |
予備
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | システムプログラム | プロセス管理やスケジューリングなどCPUの仮想化について説明できる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 100 |
| 基礎的能力 | 30 | 30 |
| 専門的能力 | 30 | 30 |
| 分野横断的能力 | 40 | 40 |